Физик-экспериментатор Джон Тиндаль и его открытие свойств водяного пара

Знание – силаНаука

Джон Тиндаль и уникальные свойства паров воды: физика и метафизика

Борис Булюбаш

Джон Тиндаль – физик-экспериментатор и публичный интеллектуал викторианской Англии – известен прежде всего открытием уникального свойства водяного пара задерживать инфракрасное излучение. Именно с этого открытия началось изучение парникового эффекта. Круг интересов Тиндаля был необычайно широким. Его мировоззрение формировалось не только в университетских лабораториях Марбурга и Берлина; Тиндаль был поклонником историка Карлейля, поэтов Эмерсона и Гёте – выдающихся мыслителей XIX столетия. Профессор Королевского института в Лондоне (его предшественником на этой должности был Майкл Фарадей), Тиндаль также известен как харизматический лектор и автор научно-популярных книг, переведенных на основные европейские языки и изданных в том числе в Китае и Индии. А еще он был одним из первых альпинистов… В настоящее время в Англии издается 15‑томное собрание писем Джона Тиндаля.

За пределами видимого спектра

Уильям
Гершель

Тепловое излучение открыл в 1800 году английский астроном Уильям Гершель. Выясняя температуру различных участков солнечного спектра, он обнаружил, что ее максимальное значение достигается за пределами видимого спектра – на участке, непосредственно прилегающем к его красной границе. В настоящее время это излучение называется инфракрасным; в XIX веке его, как правило, называли тепловым.

На протяжении нескольких десятилетий тепловое излучение («лучистая теплота») было объектом разнообразных исследований, показавших, что свойства тепловых лучей не отличаются от свойств видимого света. Основные результаты в этих исследованиях были получены итальянским физиком Мачедонио Меллони1 и немецким физиком Германом Кноблаухом2. Кноблаух был соавтором Тиндаля по первым работам диамагнитного цикла.

1Мачедонио Меллони (1798—1854) – итальянский физик, член Лондонского королевского общества. Исследовал тепловое излучение. Открыл поляризацию теплового излучения.

2 Карл Германн Кноблаух (1820—1895) – немецкий физик. Президент Академии «Леопольдина». Наблюдал дифракцию теплового излучения. Показал, что различие между тепловым излучением и видимым светом определяется длиной волны.

Лучи тепловые и световые

Мачедонио
Меллони

Меллони, в частности, продемонстрировал интерференцию тепловых лучей и применимость в их случае законов преломления и отражения. По аналогии с видимым светом Меллони ввел понятия теплопрозрачных и теплонепрозрачных веществ. С этой точки зрения были исследованы различные жидкие и твердые вещества.

Основные результаты, полученные Меллони, были опубликованы в Неаполе в 1842 году, а в 1846‑м на заседании Физического общества в Берлине Кноблаух продемонстрировал дифракцию тепловых лучей.

Неизученными с точки зрения их теплопрозрачности оставались газы. Одной из причин этого была недостаточная чувствительность экспериментальной установки Меллони. Визуально прозрачные газы, на первый взгляд, не казались серьезными препятствиями для теплового излучения… Что-то определенное, впрочем, можно было утверждать только по результатам эксперимента. Тема ждала своего исследователя; им и стал Джон Тиндаль. Чем руководствовался 38‑летний профессор Королевского института в Лондоне, когда выбирал направление для своих дальнейших исследований?

Майкл
Фарадей

Несомненно, имело значение экспертное мнение. О «громадном научном значении» экспериментов Меллони заявил Майкл Фарадей. Участие знаменитого английского физика в «истории успеха» Меллони было весьма существенным. Следует иметь в виду, что многочисленные эксперименты Меллони с тепловыми лучами были в свое время встречены научным сообществом без особого интереса; ситуация изменилась благодаря Фарадею. Вот что рассказывает об этом сам Тиндаль в своем очерке о Фарадее: «С разочарованной надеждой Меллони ожидает отчета комиссии, назначенной академией наук для проверки его работы. Наконец он публикует свои исследования в «Annales de chimie et de physique». Таким образом они попали в руки Фарадея, который тотчас же признает за этой работой громадное научное значение (выделено мною. Б. Б.) и хлопочет для автора Румфордскую медаль Королевского общества. С этой наградой соединялась всегда и некоторая денежная сумма; она в это время была более существенной для молодого эмигранта, чем почетный знак».

Для Тиндаля еще одним аргументом «за» исследования газов был начавшийся «роман с Альпами». Горная страна идеально подходила для изучения взаимодействия атмосферных газов с излучением Солнца и нагретой Солнцем Земли. Исследование теплопрозрачности газов должно было частично проходить в лаборатории, частично – в полевых условиях. Альпы были подходящим местом для полевых исследований в силу разнообразия температур, давлений и влажности.

В Альпах Тиндаль испытывал эмоциональный подъем, он вообще считал эмоционально нейтральную науку невозможной: «Я убежден, что у обычного человека его интеллектуальную деятельность… поддерживает невидимый поток эмоций. Я думаю, что попытки отделить в человеке моральное и эмоциональное от его интеллектуальной деятельности обречены на неудачу».

Источником «потока эмоций», который поддерживал Тиндаля, была не только природа Альп. Он сам неоднократно подчеркивал, что его мировосприятие формировалось под сильным влиянием поэта и философа Ральфа Эмерсона3, поэта и естествоиспытателя Иоганна Гёте4 и философа и эссеиста Томаса Карлейля5… Тиндаль постоянно ссылается на них; более того, он считает, что только благодаря своевременному знакомству с их творчеством он состоялся как «человек науки».

3Ральф Уолдо Эмерсон (1803—1882) – американский поэт, философ, эссеист. Автор эссе «Природа». Бога и природу, по его мнению, нужно воспринимать посредством вдохновения (англ. insight) и наслаждения (англ. delight), а не через исторические тексты. Восхваляет природу как «плантацию Бога».

4Иоганн Вольфганг Гёте (1749—1832) – немецкий поэт, драматург и естествоиспытатель. Наибольшую известность получила его трагедия «Фауст». Опубликовал ряд работ по биологии и физике.

5Томас Карлейль (1795—1881) – британский писатель, историк и философ. Автор сочинения «Герои, почитание героев и героическое в истории». Автор высказывания «Всякую революцию задумывают романтики, осуществляют фанатики, а пользуются ее плодами отпетые негодяи».

Воображение как научный инструмент

На всем протяжении своей научной биографии физик-экспериментатор Тиндаль, естественно, стремился повысить точность своих измерений и обеспечить их устойчивость. При этом сверхзадачу каждого исследования он видел в другом – в объяснении изучаемого явления на молекулярном уровне. Это относится и к исследованию диамагнетиков, и к выяснению причины движения ледников в Швейцарских Альпах. Учитывая, что непосредственно подтвердить или опровергнуть такое объяснение было невозможно (разрешение микроскопов было для этого недостаточным), сформировать его можно было только с помощью воображения.

Эту тему – «воображение в научном исследовании» – Тиндаль считал исключительно важной; широкую известность приобрел его доклад «Научное использование воображения » («Scientific Use of the Imagination »), произнесенный на еже-годном собрании Британской Ассоциации развития науки в Ливерпуле в 1870 году.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Создано в России Создано в России

Загрязнение Мирового океана, новые водоросли Байкала и прибор для анализа газов

Знание – сила
Темные звезды: почему токсичные сотрудники подрывают работу и как этому противостоять Темные звезды: почему токсичные сотрудники подрывают работу и как этому противостоять

Стоит ли закрывать глаза на агрессию, если человек приносит компании прибыль?

Forbes
«Общий ИИ будет умнее лауреата Нобелевской премии» «Общий ИИ будет умнее лауреата Нобелевской премии»

Визионеры — о том, как технологии изменят нашу жизнь

РБК
Игры торговых сетей Игры торговых сетей

Как ритейлеры зарабатывают на геймификации

Деньги
Борьба с прогулами Борьба с прогулами

Антикоррупционные инициативы Андропова советские граждане встретили на «ура»

Дилетант
Зубы мудрости: почему взрослым не нужно бояться носить брекеты и элайнеры Зубы мудрости: почему взрослым не нужно бояться носить брекеты и элайнеры

Почему почему элайнеры и брекеты — повод для восхищения, а не ухмылки

Forbes
«Есть слово „надо“»: зачем развивать дисциплинированность «Есть слово „надо“»: зачем развивать дисциплинированность

Почему дисциплинированность недооценена и как она помогает нам в жизни

Psychologies
Гендерная трансформация АПК Гендерная трансформация АПК

Работа в сельском хозяйстве становится все более привлекательной для женщин

Агроинвестор
Наука в фантастике: эпизоды истории Наука в фантастике: эпизоды истории

Как палеонтология вдохновляла фантастов и ученых еще с XIX века

Наука и жизнь
Площадь свободы Площадь свободы

Что такое мастер-спальня и где можно ночью играть на пианино?

VOICE
Остановите, я сойду Остановите, я сойду

Прыгаем с эмоциональных качелей — и убегаем

VOICE
Робоголубь с настоящими перьями в крыльях и хвосте научился летать по-птичьи Робоголубь с настоящими перьями в крыльях и хвосте научился летать по-птичьи

Робоголубь управляет полетом за счет изменения формы крыльев и поворотов хвоста

N+1
Astondoa — имя собственное Astondoa — имя собственное

Портрет старейшей испанской верфи Astondoa Yachts: история и жизнь сегодняшняя

Y Magazine
Близость на расстоянии свайпа: как найти настоящие чувства в мире онлайн-знакомств Близость на расстоянии свайпа: как найти настоящие чувства в мире онлайн-знакомств

Как найти настоящие чувства в лабиринтах свиданий и профилей

Psychologies
Тайная история насекомых: три научных открытия из жизни букашек Тайная история насекомых: три научных открытия из жизни букашек

Светлячки среди динозавров, история цивилизации муравьев и очень умные бабочки

СНОБ
«Тайные безумцы Российской империи XVIII века» «Тайные безумцы Российской империи XVIII века»

Как органы политического сыска ставили диагнозы

N+1
Зачем хвалить себя: эксперимент Зачем хвалить себя: эксперимент

Так ли плохо хвалить себя?

Psychologies
Как превратить «недоотношения» в отношения? Попробуйте «суповой тест» Как превратить «недоотношения» в отношения? Попробуйте «суповой тест»

Как «суповой тест» поможет прояснить отношения?

Psychologies
Замуж за друга: 3 непридуманные истории Замуж за друга: 3 непридуманные истории

Как получается, что мы вдруг видим возлюбленного в том, кого считали друзьями?

Psychologies
Прошлое, стертое с лица планеты: 5 утраченных памятников культурного наследия Прошлое, стертое с лица планеты: 5 утраченных памятников культурного наследия

Какие предметы культурного наследия были бесследно уничтожены?

ТехИнсайдер
«Мы постоянно работаем над своим ростом» «Мы постоянно работаем над своим ростом»

Заместитель гендиректора «Продимекса» Вадим Ерыженский о развитии компании

Агроинвестор
«Сестра использует меня и говорит, что мне нравится быть жертвой»: историю читателя распутывает психолог «Сестра использует меня и говорит, что мне нравится быть жертвой»: историю читателя распутывает психолог

Почему именно близкие ранят нас так сильно?

Psychologies
«Соперники», «Белый лотос» и «Наследники»: семь лучших сериалов о жизни богатых людей «Соперники», «Белый лотос» и «Наследники»: семь лучших сериалов о жизни богатых людей

Сериалы, рассказывающие о том, что богатые тоже плачут

Forbes
Лебединый хрип Лебединый хрип

«Мария»: Анджелина Джоли в байопике Марии Каллас

Weekend
Генетический бум: что ДНК-тест знает о прошлом Генетический бум: что ДНК-тест знает о прошлом

В генеалогии активно развивается новое направление – генетическая генеалогия

Psychologies
«Фотокасса» сэкономит еду «Фотокасса» сэкономит еду

В России активно внедряются первые в мире умные весы на основе нейросети

Монокль
Особи, держащие в страхе жителей Индонезии: какие оборонительные стратегии используют ящерицы и другие факты Особи, держащие в страхе жителей Индонезии: какие оборонительные стратегии используют ящерицы и другие факты

Давайте узнаем, что скрывают, на первый взгляд, безобидные ящерицы

ТехИнсайдер
Интернет: зависимость или досуг? Интернет: зависимость или досуг?

Интернет: обратная сторона медали

Здоровье
Культура публичной порки: почему мы так любим «казнить» провинившихся знаменитостей Культура публичной порки: почему мы так любим «казнить» провинившихся знаменитостей

Глава из книги Джонатана Сакса — о культуре отмены и самосуде

Psychologies
15 признаков абьюзивных отношений 15 признаков абьюзивных отношений

Каковы же признаки абьюза? Давайте еще раз перечислим самые яркие

Psychologies
Открыть в приложении